std::map insert() 提示位置：c++98 和 c++11 的区别答案

【问题标题】：std::map insert() hint location: difference between c++98 and c++11std::map insert() 提示位置：c++98 和 c++11 的区别
【发布时间】：2015-09-24 10:02:11
【问题描述】：

在cplusplus' entry on map::insert() 上，我读到了一个可以添加作为函数提示的位置，即“如果position 指向将在插入元素之前的元素，则该函数优化其插入时间" 对于 c++98，而对于 c++11，优化发生 "如果 position 指向将跟随插入元素的元素（或者到最后，如果它是最后一个)”。

这是否意味着以下形式的代码 sn-ps 的性能（在我正在处理的遗留代码中很丰富，并以 Scott Meyer 的“有效 STL”为模型，第 24 项）在切换到符合 C++11 的编译器？

auto pLoc = someMap.lower_bound(someKey);
if(pLoc != someMap.end() && !(someMap.key_comp()(someKey, pLoc->first)))
    return pLoc->second;
else
    auto newValue = expensiveCalculation();
    someMap.insert(pLoc, make_pair(someKey, newValue));  // using the lower bound as hint
    return newValue;

改进此模式以用于 C++11 的最佳方法是什么？

【问题讨论】：

这是一个奇妙的不兼容性。干得好，C++。
见LWG issue 233 和N1780。我不确定是否存在任何实际实现 C++98 规范的实现。
@LightnessRacesinOrbit：那么您是否更喜欢与 C++98 兼容的 bug，就像 Wine 对 Windows API 的承诺一样？有一次，Windows 中存在另一个严重的安全漏洞，Wine 中也发现了同样的漏洞，这当然是相同 API 规范的完全不同的实现。这有点令人印象深刻，但我宁愿 ISO 修复 C++98 中的缺陷，而不是将它们传播到永恒。
@ArneVogel：我在一定程度上支持你，但这种特殊变化潜入的方式似乎不可接受。它不仅默默地破坏了早期的程序，而且它也是一个非常微妙的变化，我怀疑很多人甚至会注意到。这似乎与 C++ 项目的既定目标大相径庭，这是一种上升趋势。不过请不要误会：我没有更好的建议。
@LightnessRacesinOrbit 是否有针对 C++98 规范编写的实际“早期程序”？因为这需要使用，比如说，lower_bound，然后递减返回的迭代器——在检查它不是begin()之后，否则它将是UB。

标签： c++ c++11 dictionary insert

【解决方案1】：

C++98 规范是标准中的一个缺陷。请参阅LWG issue 233 和N1780 中的讨论。

回想一下，lower_bound 将迭代器返回到第一个 key 不小于指定 key 的元素，而 upper_bound 返回一个迭代器到第一个 key 大于指定 key 的元素。如果容器中没有与指定键等效的键，则 lower_bound 和 upper_bound 返回相同的内容 - 一个指向元素的迭代器，如果它在地图。

因此，换句话说，您当前的代码在 C++11 规范下已经可以正常工作，而实际上在 C++98 的缺陷规范下是错误的。

【讨论】：

很好的答案！我只想补充一点，当已知新密钥小于任何现有密钥（即插入到前面）时，旧规范不允许提供提示，而 end() 对任何事情都没有用。修复后，提示迭代器的工作方式与传递给序列容器 insert() 的迭代器相同，从而解决了此问题。
@ArneVogel 是的，这是在 N1780 开头提到的。

【解决方案2】：

是的，它会影响复杂性。给出正确的提示将使insert()具有摊销常数复杂度，而给出和不正确的提示将迫使地图从头开始搜索位置，给出对数复杂度。基本上，无论您的地图有多大，一个好的提示都会使插入在恒定时间内发生；有一个不好的提示，在较大的地图上插入会更慢。

显然，解决方案是使用upper_bound 而不是lower_bound 搜索提示。

【讨论】：

【解决方案3】：

我认为正确的 C++11 风格提示插入可能如下：

iterator it = table.upper_bound(key);   //upper_bound returns an iterator pointing to the first element that is greater than key
if (it == table.begin() || (--it)->first < key) {
    // key not found path
    table.insert(it, make_pair(key, value));
}
else {
    // key found path
    it->second = value;
}

【讨论】：

如果table 为空，这将崩溃。

【解决方案4】：

工作 lambda 函数的快照供您参考。注意：m_map 不能为空。如果地图为空，则很容易知道在哪里添加元素。

    auto create_or_get_iter = [this] (const K& key) {

        auto it_upper = m_map.upper_bound(key);
        auto it_effective = it_upper == m_map.begin() ? it_upper : std::prev(it_upper);
        auto init_val = it_effective->second;

        if (it_effective == m_map.begin() || it_effective->first < key) {
            return m_map.insert(it_effective, std::make_pair(key, init_val));
        } else {
            it_effective->second = init_val;
            return it_effective;
        }

    };

【讨论】：